Bayes判别模型在风化基岩富水性预测中的应用

风化基岩含水层是对矿井安全生产构成威胁的主要含水层之一,准确预测其富水性是煤矿水害防治的基础。针对风化基岩富水性预测问题,以张家峁井田为例,在总结风化基岩岩性特征、分布特征和富水性特征的基础上,以风化基岩厚度、风化程度、岩性组合指数、脆塑性岩厚度比和地形地貌作为判别指标,以研究区及其外围29组风化基岩抽水试验数据作为训练及检验样本,建立了风化基岩含水层富水性Bayes判别模型,可对无抽水试验资料区域的风化基岩富水性类型进行预测。研究表明,张家峁井田风化基岩整体富水性较弱,且空间分布不均。在井田中部和西北角局部区域为强富水性,中部大部分区域为中等富水性,东部及东北部区域几乎全为极弱富水性,其余部分为弱富水性。通过与矿井生产过程中井下涌水量观测数据对比,显示所建判别模型具有较高的准确率,表明运用此模型进行风化基岩富水性预测是可行的,为风化基岩含水层的富水性预测提供了一种新方法。     

基于模糊聚类的顶板砂岩富水性预测研究——以龙固井田为例

华北石炭一二叠纪煤系山西组煤层开采受项板砂岩含水层水影响严重.砂岩含水层富水性取决于多种因素,以龙固煤矿山西组3煤开采为例,分析了煤层顶板砂岩富水性的影响因素.在单因素分析的基础上,应用模糊聚类方法时含水层富水性进行了评价.研究表明,龙固煤矿山西组砂岩含水层富水性受砂岩厚度、砂泥岩组合特征及构造发育程度等因素影响,将这些影响因素作为含水层富水性指示信息样本进行聚类分析,对含水层富水性进行了分级分区.研究成果对该区矿井水防治具有一定的指导意义,也为含水层富水性的预测研究开辟了一种新的途径.     

灰色理论在裂隙含水层富水性评价中的应用

为对裂隙含水层的富水性进行科学合理的评价,以马营堡井田为例,以断层分形维数表征含水层裂隙的发育程度为评价含水层富水性的一项主控因素;在分析确定其它富水性主控因素的基础上,采用加权灰色关联度评价方法,以指标关联度作为因素权重,以方案关联系数作为判断矩阵,加权灰色关联度即可表征含水层富水性强度,建立了富水性强度与地理坐标的对应关系并运用GIS生成富水性分区图.单位涌水量并未作为富水性的一项主控因素,而是作为含水层富水性的实测指标对该法的评价结果进行验证,结果表明:将断层分形研究方法与灰色关联度方法相结合运用于裂隙含水层的富水性评价具有较高的准确性和客观性,可为其它地区特别是水文地质资料较为缺乏地区的富水性评价提供理论参考.     

基于岩性及结构特征的砂岩含水层富水性评价

煤层顶底板砂岩水害是常见的矿井水害类型之一,其影响程度与含水层富水性密切相关。以营盘壕煤矿22采区2煤层为例,分析了顶板砂岩含水层的富水性影响因素,选取了以砂岩等效厚度、砂岩岩性系数、岩芯采取率及砂泥岩层比率等4项指标作为含水层富水性的评价指标,采用熵权系数法、主成分分析法和层次分析法确定各指标的权重,构建富水性预测模型,基于该模型对砂岩含水层的富水性进行评价。结果表明,研究区顶板砂岩含水层富水性具有强、中、弱3个等级的分区,其中直罗组砂岩含水层以弱-中等富水区为主,强富水区零星分布,志丹群砂岩含水层则以中等-强富水区为主,弱富水区零星分布。富水性评价结果与钻孔抽(放)水试验的单位涌水量具有较好的一致性。     

基于GIS的含水层富水性评价及分区

含水层富水性是划分煤矿水文地质类型的主要依据之一,以祁东煤矿为例,选取含水层有效厚度、构造发育密度、钻孔冲洗液消耗量、渗透系数及单位涌水量五个主控因素,引入模糊层次分析法的方法,计算每个主控因素的影响权重;应用ArcGIS的空间分析功能,科学评价含水层富水性,将研究区内含水层分为富水性极弱区、富水性弱区、富水性中等区及富水性强区,为科学合理制定煤矿水害防治方案提供了基础资料和参考依据。     

宿南矿区"四含"沉积相与富水性关系研究

以宿南矿区为例,通过对"四含"沉积物沉积前的古地形、沉积物的颗粒大小与磨圆度、物质来源,得出沉积相特征.结合区内"四含"水文地质特征,分析了"四含"富水性与沉积相之间的关系.经数值模拟计算的结果和沉积相与富水性之间的关系的综合分析,将区内"四含"分为强富水区、中等富水区和弱富水区三种类型,为煤矿一阶段水平开采前对于确定煤岩柱类型和留设合理的煤岩柱高度提供了技术支撑.     

瞬变电磁法在龙山煤矿防治水中的应用

为了探明龙山煤矿地下水的分布情况,以便于制定相应的防治水措施,采用瞬变电磁法对该地区地下水进行了探测,借助TEMIX XL v8软件进行层状反演解释,导出电阻率拟断面图,并结合地质特征,对矿区富水区进行了分析、对比及研究。结果表明:矿区含水分布与电阻率对应度十分明显,电阻率随含水量的增加而降低。在矿区内石炭系灰岩视电阻率约小于40Ω·m为富水异常区,视电阻率约小于30Ω·m为强富水异常区;在测区内石炭系灰岩视电阻率约小于75Ω·m为富水异常区,视电阻率约小于60Ω·m为强富水异常区;奥陶系灰岩视电阻率约小于90Ω·m为富水异常区,视电阻率约小于70Ω·m为强富水异常区。该研究工作对于龙山煤矿有针对性地制定防治水措施、减少矿井灾害具有实际指导意义。     

富水砂卵石层深基坑支护技术研究

富水卵石层是当前地下工程建设过程中普遍面临的问题,受制于富水卵石层实际特点,在相关地区进行基坑开挖作业过程中极易出现较大程度的底层变形,这种情况会大幅降低基坑安全性,本论述所提及的工程在富水卵石层进行基坑挖掘作业中出现了涌砂和涌水现象,其对富水卵石层深基坑支护技术提出明确要求.因此本论述以该工程为例,结合对富水卵石层深基坑施工特点研究与分析,提出其在实际工程中的应用,如基坑的止水和降水设计、基坑开挖过程中的降水设计和富水砂土层和隔水层降止水有效措施等内容,进而为保障深基坑支护技术的施工质量提升做出技术保障.     

三维高密度电法技术在岩层富水性探测中的应用

针对目前采用二维高密度探测矿井底板水只能获得巷道底板的富水性特征而不能获得工作面内部的底板富水性情况的现状,通过改造测线的布置方法,改进仪器设备,开发数据采集与处理软件,提出了三维高密度电法探测技术,实现了对工作面底板富水性采前三维数据体的采集,并以slice-dicer为平台实现了采场底板含水性三维电阻率成像,可方便地进行水平及垂直切片,将工作面底板富水状态直观地表现出来,结合实例应用说明该技术的实用性和有效性.     

矿井突水地质构造富水性的探查技术

岩溶陷落柱、断裂、老窑采空区是引起矿井突水的主要地质构造。在对比研究了各种物探方法应用条件的基础上,采用三维地震查明地质构造的类型、大小及分布范围,利用瞬变电磁法和SYT电磁测深技术探查构造的富水性。研究表明,地层的富水性与其视电阻率大小具有一定的相关性,富水的地层视电阻率值较低,反之视电阻率较高。根据横向和纵向电阻率等值线图分析地质构造的富水性,为矿井突水危险评价提供地质依据。淮南矿区突水地质构造探测结果显示:在探测区内发育两个陷落柱,西北部的陷落柱无水,东部陷落柱富水程度高。实际巷道揭露资料与探测结果基本吻合,该物探方法组合不失为探查地质构造富水性的一种有效手段。